Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...

II –Etat de l’art des procédés de gazéification
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II - 2 - Gazéification de biomasse et plasmas thermiques
II - 2 - 1 - Gazéification autothermique et gazéification allothermique
Les procédés actuels de gazéification sont donc autothermiques. Si l’on désire
améliorer le taux de conversion en CO et H2, il est nécessaire de disposer d’un vecteur
d’énergie permettant d’introduire cette énergie directement au sein du milieu réactionnel :
c’est alors un procédé allothermique.
Cette énergie peut être de l’électricité et le vecteur un plasma thermique.
Un milieu gazeux devient un plasma lorsqu'il est le siège de phénomènes de
dissociation qui séparent les atomes des molécules, isolent des radicaux chimiques, ionisent
des atomes en libérant des électrons. Le milieu, tout en étant globalement électriquement
neutre, devient conducteur de l'électricité.
Selon les conditions de température et de pression, l'énergie cinétique des électrons,
plus légers, peut être beaucoup plus grande que celle des autres particules. Le plasma est dit
"hors équilibre thermodynamique local". Ces plasmas hors équilibre sont chimiquement très
actifs. Dans les domaines de températures familiers aux industriels, on ne les obtient
couramment que dans des enceintes à basse pression.
Les plasmas thermiques sont des milieux gazeux partiellement ionisés, conducteurs de
l'électricité bien que globalement électriquement neutres, portés à des pressions de l'ordre de
la pression atmosphérique et à des températures situées entre 1000 et 30 000 K.
Dans les plasmas thermiques, l'enthalpie massique est un paramètre déterminant. C'est
le contenu énergétique (élevé) contenu dans la masse du plasma et susceptible d'être
transmise à la matière (par exemple le matériau à traiter) en contact avec le milieu plasma.
La demande énergétique du milieu gazeux est très importante pour y initialiser, puis
pour y entretenir, le phénomène d'ionisation. Cette demande énergétique est liée :
- au nombre d'atomes par molécule gazeuse (les gaz monoatomiques ne subissent que les
phénomènes d'ionisation),
- à la nature même de l'atome.
Plus la température d'ionisation est élevée, plus la puissance électrique nécessaire à
l'apparition du plasma est élevée.
On distingue parmi les plasmas thermiques :
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